РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Экспертиза разрушения моста через реку Десна

    Организация Российский экологический фонд «ТЕХЭКО» была создана с целью реализации программ экологической, финансово-экономической, производственно-технической безопасности деятельности предприятий и организаций. 

    По заказу организации «ТЕХЭКО» был выполнен прочностной анализ опор моста через реку Десна.

    Построение моделей и весь комплекс расчетов проводились с использованием 64-разрядной версии расчетного модуля APM Structure3D.

  

   Концепция поставленной задачи:

 

В процессе реконструкции моста на определенном этапе демонтажа старых пролетных балок, произошло его разрушение. Основная задача заключалась в рассмотрении и анализе поведения, как отдельных опор, так и всего моста в целом, на разных этапах демонтажа пролетных строений правой стороны моста, в соответствии с выполненным графиком работ.

 

   Расчет конструкции моста:

 

В рамках заданной задачи рассмотрим расчет четвертой опоры, а также расчет части моста, начиная с четвертой опоры и заканчивая девятой.

  

Моделирование опоры №4

Общая расчетная схема опоры №4, выполненная в модуле APM Structure3D. Опора №4 до демонтажа

Общая расчетная схема опоры №4, выполненная в модуле APM Structure3D. Опора №4 после демонтажа балок с правой стороны моста

     При построении модели используются два типа конечных элементов (КЭ): твердотельный КЭ для моделирования бетона и стержневой КЭ для моделирования арматуры.

     Совместность работы обеспечивается за счет полного совпадения узлов стержней и твердых тел. Для получения достоверной картины наилучшим образом будет подходить карта распределения главных напряжений S1. Положительные значения главных напряжений будет характеризовать зоны растяжения.

 

Карта распределения главных напряжений для расчетной модели опоры №4 до демонтажа

 

Карта распределения главных напряжений для расчетной модели опоры №4 по состоянию после демонтажа

Карта распределения нормальных осевых напряжений для расчетной модели опоры №4до демонтажа

 

Карта распределения нормальных осевых напряжений для расчетной модели опоры №4 после демонтажа. 

Как видно из карты результатов в месте стыковки ребра и тела опоры есть всплеск растягивающих напряжений. Однако, данный всплеск является все лишь результатом погрешности моделирования места стыковки, характеризующийся переходом с 8-ми на 4-ех узловой конечный элемент. Реальный уровень действующих напряжений необходимо оценивать на 2-4 слое конечных элементов и будет составлять чуть меньшее значение, примерно на 10-15%.

На рисунках ниже показано последовательное раскрытие стыка в зоне дефекта изготовления опоры вследствие значительных растягивающих напряжений.

Карты распределения главных напряжений по опоре №4 после демонтажа

1-ый этап изменения расчетной модели

2-ой этап изменения расчетной модели

3-ий этап изменения расчетной модели

4-ый этап изменения расчетной модели

Моделирование опор №4-9:

 

Теперь рассмотрим модель трех опор моста как единой расчетной схемы на последнем этапе демонтажа старых пролетных балок правой части моста.

Для моделирования совместности работы с соседними элементами моста, правый торец пролетных балок (длина которых составляет ровно половину реальной длины балок) закрепляется путем запрета перемещения вдоль оси балок, тем самым обеспечивается учет наличия соседней опоры и пролетных балок

Расчетная схема моста с демонтированными правыми пролетными балками

 

Карта распределения главных напряжений  на последнем этапе демонтажа
старых пролетных балок правой части моста для опор №4-9

Карта распределения главных напряжений  на последнем этапе демонтажа
старых пролетных балок правой части моста для опор №4-9

Модификации моста на последнем этапе демонтажа старых пролетных балок правой части моста представлены на рисунках ниже.

 

Карты распределения главных напряжений по опорам №4-6 после демонтажа старых пролетных балок правой части моста.

1-ый этап

2-ой этап

3-ий этап

Выводы: 

 

Работа была выполнена в полном объеме. Полученные результаты достоверны и подтверждены реальной картиной разрушения моста.

Фотография с места разрушения моста

 

Расчет выполнил Шанин Дмитрий

© ООО НТЦ "АПМ" 2018. Все права защищены
Создание сайтов
Студия дизайна «Веб-Арена»